diplom (708208), страница 3
Текст из файла (страница 3)
1. Выбираем угол распыла для форсунки горючего 2α = 40˚.
2. Перепад давления на форсунке Г: ΔРф.гор.= 800000 Па
3. По графику (рис.5.6., [4]) находим Аг = 1; μф.г.=0,44; φг = 0,66.
4. Определяем площадь сопла форсунки горючего
5)Примем число входных отверстий i=4 .
Rвх/ rc= 2,5; следовательно R вх= 2,5rc =3,45 мм
6) Определяем число Рейнольдса Reвх и выбираем коэффициент трения
7) Определяем эквивалентную геометрическую характеристику.
Геометрическая характеристика с учетом вязкости отличается от расчетной идеальной менее чем на 5%, то найденные размеры форсунки принимаем действительными.
Окончательные размеры однокомпонентной центробежной форсунки горючего для пристеночного слоя:
Размеры | Мм |
R k | 3,84 |
h форсун | 8,00 |
r c | 1,28 |
r нар сопл | 3,33 |
δ стенки | 1,20 |
r вх | 1,51 |
d вх | 3,02 |
R вх | 2,56 |
Расчет двухкомпонентной форсунки.
Рассчитаем сначала форсунку окислителя, находящуюся внутри форсунки окислителя.
1. Выбираем угол распыла для форсунки горючего 2α = 100˚.
2. Перепад давления на форсунке Г: ΔРф.гор.= 1500000 Па
3. По графику (рис.5.6., [4]) находим Аг = 4; μф.г.=0,19; φг = 0,38.
4. Определяем площадь сопла форсунки окислителя
Принимая толщину стенки 0,95мм, получаем наружный радиус сопла rнг=4,44 мм
5)Примем число входных отверстий i=4 .
Rвх/ rc= 2,25; следовательно R вх= 2,25rc =7,85 мм
) Определяем число Рейнольдса Reвх и выбираем коэффициент трения
7) Определяем эквивалентную геометрическую характеристику.
Геометрическая характеристика с учетом вязкости отличается от расчетной идеальной менее чем на 5%, то найденные размеры форсунки принимаем действительными.
Размеры | мм |
R k | 10,41 |
h форсун | 8,72 |
r c | 4,36 |
r нар сопл | 5,31 |
δ стенки | 0,95 |
r вх | 1,68 |
d вх | 3,37 |
R вх | 8,72 |
Теперь рассчитаем форсунку Горючего.
1. Выбираем угол распыла для форсунки горючего 2α = 115˚.
2. Перепад давления на форсунке Г: ΔРф.гор.= 800000 Па
3. По графику (рис.5.6., [4]) находим Аг = 6; μф.г.=0,13; φг = 0,3.
4. Определяем площадь сопла форсунки Окислителя
5. Проверяем условие rвг > rнок:
Т.к. 4,76>4,44 , то форсунка окислителя будет работать с расчетным коэффициентом расхода.
6. Примем число входных отверстий i=4 .
Rвх/ rc= 1,85; следовательно R вх= 1,85rc =10,52 мм
7. Определяем число Рейнольдса Reвх и выбираем коэффициент трения
7) Определяем эквивалентную геометрическую характеристику.
Геометрическая характеристика с учетом вязкости отличается от расчетной идеальной менее чем на 5%, то найденные размеры форсунки принимаем действительными.
Размеры | мм |
R k | 12,03 |
h форсун | 10,07 |
r c | 6,71 |
r нар сопл | 8,51 |
δ стенки | 2,00 |
r вх | 1,96 |
d вх | 3,92 |
R вх | 10,07 |
9. Спецчасть работы - пироклапан отсечки окислителя.
Пироклапан предназначен для перекрытия линии подачи окислителя в камеру сгорания при выключении двигателя. Для срабатывания пироклапана применен пиропатрон ДП1А-3, устанавливаемый в гнездо угольника 2.
Материалы основных деталей пироклапана следующие:
-
корпус 1 и клапан 5- алюминиевый сплав Д16;
-
поршень 3- алюминиевый сплав АК8;
-
чека 4- бронза БрАЖ-9;
-
пружина 6- сталь 1Х18Н9Т;
Работа клапана отсечки окислителя.
В открытом положении ( до начала пуска, а также в процессе его работы) клапан 5 удерживается чекой 4. При подаче напряжения на пиропатрон происходит воспламенение его заряда; силой давления продуктов сгорания на поршень 3 срезается уплотнительный буртик чеки 4, которая выходит из зацепления с клапаном 5 и заклинивается по конусной поверхности в угольнике 2. Под действием силы пружины 6 и перепада давлений клапан 5 перемещается и заклинивается в седле, выполненном в выходном штуцере корпуса 1, прекращая доступ окислителя в камеру сгорания.
Расчет клапана отсечки окислителя.
На подвижную часть клапана действуют следующие силы:
-
Со стороны входа действует сила:
D- диаметр входа (выхода)
-
Со стороны выхода давление за клапаном:
d- диаметр поршня.
-
В газовой полости начальное давление ргн создает:
D1- диаметр газовой полости между пирозарядом и поршнем
ргн - примем равное нормальному атмосферному давлению ( ).
-
Под действием этих сил, уплотнительный буртик чеки должен выдержать приложенные нагрузки. Определим усилие на его срез:
кн- коэффициент запаса на непрорыв кн=1,2…..2
-
Давление в газовой полости после сгорания заряда:
=5225104,2 Па
кп - коэффициент запаса на прорыв, кп=0,6….0,7
Vг – объем газовой полости между пирозарядом и поршнем
z- массовая доля конденсата в ПС
- коэффициент, учитывающий теплоотвод в стенки, окружающую среду и т.д.
9. Расчет общей несущей способности оболочки камеры сгорания.
Несущая способность конструкции при пластичном состоянии представляет собой ее способность сопротивляться приложенным нагрузкам, с сохранением ее размеров и формы в допускаемых пределах.
Принимаются следующие допущения:
-
Материал оболочек упруго-пластичный, одинаково работает на сжатие и растяжение.
-
Связи оболочек абсолютно жесткие в радиальном направлении, их работой в продольном направлении пренебрегаем.
-
Влияние краевого эффекта на напряженное состояние оболочек не учитывается ( бесконечно длинная оболочка).
-
Давление газов в расчетном сечение считаются равно распределенным по периметру оболочки.
-
Температурное поле в оболочках осесеметрично. Температура определяется как среднее значение между температурами на внутренних и наружних поверхностях оболочки.
Исходные данные:
-
Радиус камеры – R
R= 170 мм
-
Температура стенки – t
t1=500 0C
t2=100 0C
№ | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
En | 0,002 | 0,0025 | 0,005 | 0,0075 | 0,01 | 0,0125 | 0,015 | 0,0175 | 0,02 | 0,0225 |
-
Находим приращение радиуса под действием нагрузки:
0,254 |
0,3175 |
0,635 |
0,9525 |
1,27 |
1,5875 |
1,905 |
2,2225 |
2,54 |
3,175 |
